[发明专利]矿用聚乙烯管材及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种聚乙烯管材，具体涉及一种矿用聚乙烯管材及其制备方法。

背景技术

现有技术中，传统的煤矿用管材有两大类。其中第一大类是钢管，其存在如下一些公认的缺点：比重较大，是PE管材的7倍，井下作业难度大；耐腐蚀性差，撞击易产生火花而存在安全隐患；造价高、安装和维护不方便。第二大类是玻璃钢管，其耐腐蚀性虽好于钢管，但接口要求高，易渗漏；同时安装使用过程中也存在诸多困难；造价高。

近年来，国家大力推广应用塑料管，塑料管以其优异性能和节能特征正不断替代金属和其他传统材料管，发展十分迅速。于是出现了第三大类煤矿用管材——塑料管。其具有如下优异特点：抗静电、阻燃；无毒、耐腐蚀、抗高压；质量轻、易安装，是“以塑代钢”、实现资源优化的理想管材。

煤矿用塑料管材应用于煤矿等高危险环境中，煤矿用塑料管除了应具备一般塑料管的物理机械性能外，还必须具有抗静电性、自熄性，燃烧产物不得具有剧毒性。

发明内容

本发明提供了一种矿用聚乙烯管材及其制备方法，本发明的聚乙烯管材具有无毒、耐腐蚀、质量轻、易安装、抗高压的优点，适用于煤矿等高危险环境。

本发明的矿用聚乙烯管材主要由添加防静电剂及阻燃剂的聚乙烯原料构成，解决其技术问题所采用的技术方案是管材各成分所占重量百分比为：

聚乙烯66.5％～96.96％；

阻燃剂3％～30％；

抗静电母粒0.04％～3.5％。

上述的阻燃剂可由微胶囊化红磷单独组成；也可由十溴联苯醚与三氧化三锑两种材料组成，两者的重量比为：十溴联苯醚30％～60％，三氧化三锑40％～70％；或者由十溴联苯醚、三氧化三锑和红磷三种材料组成，三者的重量比为：十溴联苯醚1％～47％，三氧化三锑1％～47％，红磷6％～98％。

上述的抗静电母粒由聚乙烯树脂与防静电剂构成，其中聚乙烯树脂重量百分含量95％～99％；防静电剂重量百分含量1％～5％。

上述防静电剂为阳离子型防静电剂、阴离子型防静电剂、非离子型防静电剂或两性离子型防静电剂。

上述矿用聚乙烯管材的管径为φ10～φ200mm，层厚为1mm～30mm。

本发明还提供了上述矿用聚乙烯管材的制备方法，具体步骤为将66.5％～96.96％重量含量的聚乙烯，3％～30％重量含量的阻燃剂，0.04％～3.5％重量含量的抗静电母粒在混合机中混合90～150秒，然后，加入双螺杆挤出机熔融共混挤出，加工温度为190～240℃，转速为120～180转/分钟，挤出速度在6～12米/分，经冷却、卷取、包装后成为成品。

与现有技术相比，本发明的有益效果为：

管材中添加了阻燃剂，生产的管材具有很强的阻燃性能；管材中添加了防静电剂，能够通过防静电剂降低表面电阻率；本发明所述管材无毒、耐腐蚀、质量轻、易安装、抗高压，适用于煤矿等高危险环境中，同时，本发明所述管材制造工艺简单，生产成本低，无需添加特殊设备，经济效益和社会效益显著，适用于煤矿井下供水、排水、压风、喷浆和抽放瓦斯。

具体实施方式

例1

抗静电母粒的制备：

将防静电剂抗静电剂ASH-1(北京市化学工业研究院)按树脂重量的5％加入到聚乙烯树脂2344E(美国陶氏化学)中，在混合机中混合120秒，然后加入双螺杆挤出机熔融共混挤出，加工温度为190～240℃之间，转速为120～180转/分钟，挤出切粒制成防静电含量为5％的抗静电母粒。

制备矿用聚乙烯管材，该管材由添加防静电及阻燃剂的聚乙烯构成，该管材所用材质成分及各成分所占重量百分比为：

聚乙烯塑料80％(MDPE陶氏化学公司2344E，市售产品)

阻燃剂19％(微胶囊化红磷AMGARD CRP市售产品)

抗静电母粒1％(自制，属于本领域公知技术)

将上述将三种原料充分混合后加入挤出机组中主挤出机的料斗内，经干燥后挤出，加工温度为200～240℃之间，生产管径为φ20mm，挤出速度在9～12米/分，再经过定径、冷却、卷取、包装后得到成品。

按照国标MT 558.1-1996测试方法，对制备矿用管材进行表面电阻率试验，结果列于下表中：